关于机甲设计的可行性探究.doc

.关于未来战场武器人型高机动性装甲战斗单位的可行性探究机甲，即人型高机动性装甲战斗单位，是自工业革命以来，人们为了弥补作为碳基生物自身存在短板（人类身体的弱小以及其极限性），探究宇宙的极限，所想象的最高工业成就。基于现代科技中所有处于待突破的领域，拥有新材料做成的身体骨架，代替传统机械回路的光路回路系统，微缩化低辐核反应堆或高能聚合电池的能源系统，合理而有力的机械结构构造，再加上新一代量子计算机带来的强大计算能力的大脑。机甲，基于一切可能性之上的完美之作，将不仅仅作为最新代的战场武器，它同时将成为人类突破极限，迈向宇宙深处不可或缺的载体。正是由于机甲有着如此重要的意义，和设计实现拥有实际使用价值的机甲具有的困难性，使得无数渴求着新未来的人愿意为机甲的创造奉献出自己的力量。作为未来新科技的结晶，机甲的骨架材料不仅仅是机甲站立的支架，更是未来工业发展的重要支撑。关于机甲的材料选用问题，大致可分为两种流派。一是以现代主流材料学为基础的新金属合金材料研究，即包括铝、钛等特种金属在内的新合金金属将成为机甲的骨架，由于合金工艺拥有较成熟的发展模式，与现有金属工业体系能够无缝对接，因而得到了大多数人的认同。另外一种观点认为现有合金金属体系无法达到机甲在激烈条件下的低损耗以及高温等极端条件下的可持久性要求，和新科技材料相比性能差异较大，所以他们提出基于碳四、硅四的新兴材料为机甲的骨骼支架。就现代科技发展趋势来看，基于碳四、硅四的新兴材料由于具有金属材料所不具有的耐腐蚀性、持久性、高强度韧性好等特点将成为未来材料学发展的重要方向。所谓的碳四、硅四材料，是指基于碳原子与硅原子四个共价键构成的化合物具有极强的稳定结构，因而由碳四、硅四构成的高分子材料将成为未来代替金属的新一代材料。可以设想，用这种高分子材料构建的机甲由于低损耗的作用将具有超强的持续战斗能力，同时材料的高强度带来的将是机甲的防御力全面提高，这将有效地保证驾驶员的安全。所以说，新材料科技的发展不仅关系着机甲研究的成功与否，同时也是未来人类发展的基础性支柱。而就现代材料学发展的情况来看，基于碳四、硅四的新兴材料已在实验室内达成了基本骨架的架构，工业化大规模生产也将计日以待。机械的运作体系除了基础性的骨骼支架以及外装甲的新兴材料之外，其指令数据的传输信道，即信号回路系统，也将是重要的一部分。传统的大型机械系统的运转往往是基于主要机械部件以及联系部件的传统信息回路系统，其中包括机械信息回路系统和电路信息回路系统。传统信息回路系统因为是基于普通工业化流程上的产物，使数据信息基于物质进行传输。这样的方式不仅仅使得信息传输的结果存在延迟以及损耗问题，同时信息回路系统在机械整体系统里占据了大量的空间，而且传统信息回路摆脱不了传统工业的缺陷，存在着能耗高、易损坏等方面的不足。而新兴科技光路信息回路系统是基于光纤信号传输技术之上的新型信息回路系统。由于光纤回路利用光来传递信息，因此它具有信号量大，传送速度快，信号损耗小，质量稳定和占用空间小等诸多方面优点。光路回路系统的基础骨架是由硅等半导体材料制成的光纤，在光纤回路中，光可以携带大量信息无损耗的传导到另一端。也就是说，光路回路一根光纤运行时可以传送数万根电路系统的信息量，如此一来便可大大减少信息回路系统的占用空间。同时光路系统需要更小的能源驱动，系统稳定性也更好。可以说，由光路回路系统构成的信号传输体系将成为未来人类计算机网络、大型机械系统、洲际信号传输的不二选择。由此可见，机甲系统的研制将会是人类历史上最伟大的一次科学合作。关于机甲的能源问题一直是困扰机甲研制的重要难题。传统石油能源以及完全满足不了机甲在战斗中高能源的消耗，而电力能源看似方便，但是如何才能让机甲携带大量的电源满足其在战斗中的消耗，这是一个难以解决的问题。但根据现代能源发展来看，微型化核反应堆和高能聚合电池将成为两个重要出路。核反应堆一直都是高新武器与新兴能源不可或缺的话题，包括核潜艇、核航母、核电站在内的核设备一直是当今社会最高新科技的代表。如果能将核反应堆微型化，其带来的强劲能源将成为机甲永远奔驰的动力源，也将会是人类文明奔跑的动力源。但由于核设施所具有的危险性，未必有人敢于将核反应堆微型化。因而另一种可行性方案高能聚合电池就被人们提议出来。高能聚合电池，是指基于生物活化电池的基础上，利用可燃电池循环原理将电力极大量的储存于活化液中。在使用时，可利用活化释放设备，将储存于活化液中的电力激发出来用于机甲活动。据最新实验数据表明，高能聚合电池所储存的电力可达普通蓄电池的128倍，这就意味着机甲只需携带着一块一立方左右的高能聚合电池，便可支撑其高达6个小时的激烈战斗，更重要的是，高能聚合电池与活化释放设备可以做成一个整体，即在战斗中也可以做到迅速更换电池达到持续战斗的目的。但，高能聚能电池最大的作用是将彻底改变人类能源体系与文明体系。基于高能聚合电池，我们可以真正的实用以电力为能源的汽车、轮船、飞机等交通工具，亦可以将其应用在所有已石油天然气为能源的机械上，这不仅将彻底解决石油等化石能源带来的污染问题，同时也将大大促进人类迈向宇宙的步伐。作为仿人制的机甲的设计有着其它任何武器设计不曾拥有的困难，作为类人类战斗设备，它要求具有高机动性，战场生存能力以及一切对人要求。机甲的主要机构可以分为武器系统、推进系统、运动平衡系统、防护系统、通信系统、电气设备和其他特种设备步行双足或多足。 总的来讲机甲的下肢，更像现代汽车减震系统的升级复杂化版本。由于开放性的设计空间，使得机体的下肢不再局限于轮子与履带这种平地实用，山地难用的尴尬局面。机甲这种以下肢作为插件基础，用机械腿作为减震系统，替代了原有的车轮与履带，机甲完全可以依据实际使用环境改装部件。腰胯关节可转向：这一部分实际是两个组件，一个组件是“胯关节”。这个组件的作用类似汽车的方向盘作用，没有方向盘汽车无法转向。另一个组件“腰关节”，它类似坦克炮塔的旋转结构，用于更快的面向被攻击方向。具有载人控制舱：没有这个控制舱不管是美军全球鹰还是玩具直升机，只有一个称呼叫“机械人”。哪怕是系统在丰富，功能在齐全。控制舱存在的理由就一个，时时决定机甲下一步动作。手臂可多向活动：手臂不是真的就是类似人的手臂，这里说的有两个关节以上，含两个关节的就叫手臂。手臂不仅仅只是搭载手掌。也可以替换掉手掌，直接使用武器，或者其它的工具。对于机甲来说工具可以不用手来拿。由此可见，机甲的设计将涉及到复杂的力学体系以及对现代工业制造能力提出了更高的要求。作为未来最尖端科技结晶的集合体，机甲除了拥有无与伦比的骨骼支架，迅捷稳定的信号回路系统，优秀合理的结构设计，高效有力的能源设备之外，一个聪明智慧的大脑将是必不可少。现在的大型科学计算机虽然能够满足大量计算的要求，但其庞大的体积注定无法成为新科技机甲的大脑。同样的，有许多需求超级计算力的领域都是无法满足超大型科学计算机的设备使用。这就促使着人们找出一种与众不同的具有超级运算力同样小巧便携的新一代计算机。而基于量子学理论，运用不可测动态计算规则的量子计算机将成为时代新的宠儿。量子计算机，由于采用的是不可测动态范围计算规则，因而计算能力将远远超过于现代基于二维普通算法的计算机。同时，由于量子计算机具有的模糊运算能力，将有效地成为机甲的核心大脑。正是因为具有这些超出时代的强大，才使得机甲将成为下一代战场的主宰，同时也将成为人类所梦想的最终完美。自古以来，人们缺憾于人类身体的极限，无法像猎豹那样迅捷的奔跑着，无法像鱼儿那样畅快的憨游着，无法像鸟儿那样自由的飞翔着，因而渴望奔跑，渴望游泳，渴望飞翔。我所想要的其实并不是一个完美的战争机器，我想要的，只是一个可以帮助人们达成极限的翅膀。后记：其实这篇文章我想说的并不仅仅是一个战争机器，正如我所想的那样，我想要的是一个可以突破极限的翅膀。有时候我经常想象未来的生活到底会是什么样的，人类将会按照怎样的步伐一步步的迈向未来。在我的想法中，人类的征途是那星图尽头。而想迈向那远方，我们必须有足够坚强的翅膀。新材料将是我们翅膀的骨架，现代工业材料发展有一个难言的尴尬，就是无论再优秀的金属材料都无法满足人们苛刻的使用要求，包括航天，航海，高温，低温，强酸，潮湿在内的一系列恶劣条件都将我们困在天空下无法冲向宇宙。因此我渴望一个坚强的臂膀，能将人类稳固的托起，托起人类迈向宇宙的梦。新材料，就将是那个臂膀。而新能源将会是改变人类世界的东西，现在是新科技的时代，但追更到底这是一个能源的时代，谁能掌握能源，谁就握有了未来。因而你可以看到这个时代的人们无法渴望星空，因为他们无法脱离地球。我们需要一个将我们带离地球的动力，高能聚合电池存在的意义不是说它可以取代化石能源成为人类社会的基石，而是它的大容量能源存储将使得人类彻底摆脱了能源浪费的现象，而使得人类可以近乎无限量的制造能源并飞向宇宙寻求新的未来。可以说，新能源给我们的是一个能够摆脱地球的动力。至于量子电脑和光路回路信息系统则是一个可以统筹国家力量的存在，它超级强大的计算能力和无处不在的光路信息系统将可以承担起中央电脑的职责，将人类社会力量的极限发挥的淋漓尽致。中央电脑，顾名思义，就是一个国家的主电脑，它的存在，可以